CN113118981A - 一种环保型防堵塞砂纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磨具技术领域，具体涉及一种环保型防堵塞砂纸及其制备方法，包括基材层、涂布于所述基材层上表面的底胶层、涂敷于所述底胶层上表面的复胶层、涂敷于所述复胶层上表面的涂料层，以及设置于所述涂料层上表面的磨料层，且所述磨料层中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层、复胶层和底胶层，所述涂料层由环保涂层材料制得。本发明的环保砂纸通过对环保涂层材料的更换，使用的溶剂只有水，绿色环保，其中粘结剂采用高强度树脂，延长了砂纸的使用寿命，与国内外现有涂层相比，具有优秀的防堵效果和更高的打磨效率。
Description
技术领域
本发明涉及磨具技术领域，具体涉及一种环保型防堵塞砂纸及其制备方法。
背景技术
涂附磨具(Coated Abrasives)俗称砂布砂纸，它是用粘结剂将磨料粘结在布和纸等可挠性材料上制得，特点是具有可挠曲性和可折性，广泛应用于汽车、船体、机床的打磨以及电子产品和精密仪器的抛光等。
涂附磨具在打磨抛光时容易产生表面堵塞，会严重影响砂纸的磨削效率及寿命，严重时甚至会出现烧伤工件等现象。产生砂纸堵塞的原因主要是：摩擦产生的静电吸附、摩擦产生的热量以及排屑差而聚集在产品表面。因此砂纸需要在复胶完成后加涂一层特殊的防堵塞材料，使产品具有使用时脱屑好、散热快、不易堵塞等优点。
目前国内使用的涂层多为油性涂层，溶剂使用二甲苯等有机溶剂，严重污染环境并危害人体健康。另外还有一部分使用水性涂层，但涂层配方完全是从国外进口，技术和价格都被国外垄断。近些年，国内也已经开展了环保型涂层的研发，但大都存在着，防堵效果差，锋利度差等劣势。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种环保型防堵塞砂纸，该环保砂纸通过对环保涂层材料的更换，使用的溶剂只有水，绿色环保，其中粘结剂采用高强度树脂，延长了砂纸的使用寿命，与国内外现有涂层相比，具有优秀的防堵效果和更高的打磨效率。
本发明的另一目的在于提供一种环保型防堵塞砂纸的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得环保砂纸具有很好的柔韧性和磨削效率，而且还具有环保的优点。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种环保型防堵塞砂纸，包括基材层、涂布于所述基材层上表面的底胶层、涂敷于所述底胶层上表面的复胶层、涂敷于所述复胶层上表面的涂料层，以及设置于所述涂料层上表面的磨料层，且所述磨料层中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层、复胶层和底胶层，所述涂料层由环保涂层材料制得，所述环保涂层材料包括如下重量份的原料：
所述溶剂为去离子水。
本发明中的环保型防堵塞砂纸结构稳定，且具有很好的磨削效率和散热性，生产的成本，对环境更加友好的优点，通过环保涂层材料的设置使得砂纸具有很好的堵塞效果，而将磨砂颗粒嵌套贯穿在涂料层、复胶层和底胶层的设置使产品使用时具有脱屑好、散热快、不易堵塞等优点。其中环保涂层材料通过采用的溶剂只有水，在干燥过程中水挥发到空气中不会造成污染，使得环保涂层更加绿色环保的特性，其中采用高强度粘结剂延长了砂纸的使用寿命，与国内外现有涂层相比，具有优秀的防堵效果和更高的打磨效率。
优选的，每份所述热吸收剂为水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐中的至少一种；每份所述热吸收剂优选采用水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐按照重量比为0.6-1.0:0.4-0.8组成的混合物。更优选的，所述水溶性硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸镁中的至少一种；所述水溶性硬脂酸盐优选是由硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.4-0.8组成的混合物。
本发明中采用的上述具体的热吸收剂本身不溶于水，因此需要加入乳化剂，在乳化剂的辅助作用下，上述热吸收剂可很好的溶于去离子水中，便于制得涂料层在打磨过程中遇热能够融化，从而降低工件表面温度，带走磨削过程中产生的磨屑。具体的所采用的水性硬脂酸的熔点为65℃左右，硬脂酸锌的熔点为120℃左右，硬脂酸钙的熔点为150℃左右，硬脂酸镁的熔点为200℃左右，在用砂纸打磨过程中温度在100-200℃左右，热吸收剂吸收大量热量，发生相转变，由固态融化成液态，大量降低工件表面温度，避免了打磨过程中由于温度过高灼伤工件的现象，同时热吸收剂发生相转变后在砂纸表面形成了润滑膜，提高了砂纸的耐磨性和磨削效率。
优选的，每份所述填料是由改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0:0.1-0.5组成的混合物。
本发明中采用特定比例的改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙组成的混合填料可提高涂料层的粘结强度，起到防止烧伤工件，减少堵塞的作用。
更优选的，所述改性滑石粉包括如下重量份的原料：
所述改性滑石粉通过如下步骤制得：
E1、按照重量份，将滑石粉和聚乙烯醇混合加热至80-120℃，以300-400r/min的速率持续搅拌1-3h，得到混合物A，备用；
E2、按照重量份，将十二烷基苯磺酸钠加入步骤E1得到混合物A中，加热至90-140℃搅拌1-3h，得到预处理滑石粉，备用；
E3、按照重量份，将单月桂酸甘油酯加入步骤E2中得到预处理滑石粉中，并加热至80-120℃，以3000-5000r/min的速率持续搅拌15-30min，得到混合物B，备用；
E4、将步骤E3中得到的到混合物B在300-400℃条件下煅烧1-3h，冷却、研磨3-4h，研磨时需将乙醇、三聚磷酸钠和第二酚醛树脂分3-4次加入，冷却后得到改性滑石粉。
本发明中滑石粉可作填料填充到粘结剂中，然而由于滑石粉和粘结剂复合体系两相界面的亲和性不强，影响了体系的最终性能，特别是会导致某些力学性能的下降，因此需要改善两者之间的界面亲和性。而本申请中采用上述原料对滑石粉进行改性，使改性后得到的改性滑石粉具有很好的界面相容性，提高了改性滑石粉在粘结剂中的分散均匀性，明显改善环保涂层材料的粘接强度，而且明显提高环保涂层材料的贮存稳定性和耐热性。首先利用聚乙烯醇溶液和十二烷基苯磺酸钠对滑石粉进行预处理，一方面可以使滑石粉表面有机化，滑石粉表面含羟基等极性基团，在体系中，表面结构不稳定，易发生团聚，表面有机化处理后，可有效避免团聚现象的发生，使其稳定分散，另一方面，滑石粉为层间结构，预处理后的滑石粉层间距得到有效拓宽，有利于后续改性过程中，酚醛树脂等其他成分充分进入滑石粉内部结构中；其中采用的单月桂酸甘油酯具有极性基团，可以较好地与滑石粉表面的极性基团结合，提高改性效果；三聚磷酸钠和酚醛树脂作为添加剂可以很好的分散进入滑石粉内部，提高环保涂层材料的弯曲强度、拉伸强度和硬度，降低模型塑缩率。而改性滑石粉通过采用上述方法和原料配合制得，在制备过程中需要严格控制步骤E1中的温度为80-120℃，若温度过高则会导致部分聚乙烯醇挥发，不利于滑石粉表面进行预处理，若干温度过低则同样不利于滑石粉与聚乙烯醇分子的充分接触，同样也不利于对其进行预处理，进而影响最终得到改性滑石粉的界面分散性。
优选的，每份所述增稠剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚中的至少一种；更优选的，每份所述增稠剂是由聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.1-0.5组成的混合物。每份所述乳化剂为羧酸盐类、磺酸盐类、硫酸脂盐类和磷酸酯盐类中的至少一种；更优选的，所述羧酸盐类优选SN5040聚羧酸钠盐，所述磺酸盐类优选1-羟基-乙烷亚磺酸钠，所述硫酸脂盐类优选脂肪醇硫酸酯盐，所述磷酸酯盐类为月桂基磷酸酯钾盐MA24PK。
本发明中的增稠剂采用上述特定比例的原料组成的混合增稠剂可有效调整环保涂层材料的粘度，从而得到有高度梯度的纹路，这种纹路有利于热吸收剂带走磨屑；而采用上述特定比例的原料组成的混合乳化剂可使热吸收剂能与水性体系形成乳状液，提升了环保涂层材料的吸热降温效果。
优选的，每份所述消泡剂为有机硅型消泡剂或无机酸型消泡剂；更为优选的，所述有机硅型消泡剂为三椰SY消泡剂有机硅消泡剂，所述无机酸型消泡剂为深圳市高凯化工有限公司生产的无机酸消泡剂。每份所述粘结剂为第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂中的至少一种；更优选的，每份所述粘结剂是由第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂按照重量比为0.6-1.0:0.8-1.2:0.1-0.5组成的混合物。
本发明中添加的有机硅型消泡剂或无机酸型消泡剂可消除配料过程和生产过程中的气泡；而所采用的上述特定组分组合的粘结剂可将涂料层粘附在砂纸表面，使其在磨削时不易脱落。
优选的，所述环保涂层材料由如下步骤制得：
S1、按照重量份，将乳化剂加入溶剂中混合搅拌均匀，再将消泡剂总重量的50-60％加入，接着将粘结剂加入，混合搅拌均匀，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将填料和热吸收剂加入步骤S1中得到的混合物A中，充分搅拌使其完全分散在混合物A中，得到混合物B，备用；
S3、按照重量份，将增稠剂步骤S2中得到的混合物B中持续搅拌5-10min，再将剩余的消泡剂加入，混合搅拌均匀，得到涂层材料。
本发明中涂料层所采用的环保涂层材料通过上述方法制得，利用上述方法制得的环保涂层材料更加绿色环保的特性，其中采用高强度粘结剂延长了砂纸的使用寿命，与国内外现有涂层相比，具有优秀的防堵效果和更高的打磨效率。
本发明还提供了一种环保砂纸的制备方法，通过如下步骤制得：
1)涂布底胶：选取120g/m2的乳胶纸作为基材层，将底胶均匀涂布于基材层的上表面，得到半成品A，所述底胶为聚氨酯树脂或丙烯酸树脂；
2)植砂：通过高压静电将磨料吸附到步骤2)得到的半成品A的上表面，加热至70-130℃预干燥10-50min，再升温至80-140℃干燥30-150min，得到半成品B；
3)涂布复胶：将步骤2)中得到的半成品B加热至70-130℃预干燥20-60min，再将复胶均匀涂布于所述半成品B的上表面，再升温至60-135℃干燥40-120min，得到半成品C，进行收卷，所述复胶为聚氨酯树脂；
4)回湿处理：将回湿剂均匀喷涂在半成品C的上表面，所述回湿剂的用量为3-12mL/m2，所述回湿剂为MJ302回湿剂；
5)涂布环保涂层：在步骤4)中回湿后的半成品C的上表面均匀喷涂涂层材料，再升温至60-140℃干燥40-120min，得到成品D；
6)停放：将步骤5)得到成品D自然放置干燥，得到环保型防堵塞砂纸。
本发明中的环保型防堵塞砂纸通过上述方法制得，通过上述方法制得的环保型防堵塞砂纸具有很好的柔韧性和磨削效率，而且使用的溶剂只有水，绿色环保，其中粘结剂采用高强度树脂，延长了砂纸的使用寿命，与国内外现有涂层相比，具有优秀的防堵效果和更高的打磨效率；而且该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低。而在制备过程中需要严格控制步骤2)中的干燥温度为80-140℃，若温度过高则会导致基材柔性层焦化变脆，不利于制得砂纸的柔韧性，若加热温度过低则导致干燥不充分；另外还需要控制步骤5)中干燥时的温度为60-140℃，若温度过高则会导致涂布环保涂层焦化变脆，不利于制得砂纸的柔韧性，若加热温度过低则导致干燥不充分，进而影响最终制得砂纸的综合性能。
本发明的有益效果在于：本发明的环保型防堵塞砂纸结构稳定，且具有很好的磨削效率和散热性，生产的成本，对环境更加友好的优点，通过环保涂层材料的设置使得砂纸具有很好的堵塞效果，而将磨砂颗粒嵌套贯穿在涂料层、复胶层和底胶层的设置使产品使用时具有脱屑好、散热快、不易堵塞等优点；控制环保涂层材料使用的溶剂只有水，绿色环保，其中粘结剂采用高强度树脂，延长了砂纸的使用寿命，与国内外现有涂层相比，具有优秀的防堵效果和更高的打磨效率。
本发明的一种环保型防堵塞砂纸的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得环保砂纸具有很好的柔韧性和磨削效率，而且还具有环保的优点。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种环保型防堵塞砂纸，包括基材层1、涂布于所述基材层1上表面的底胶层2、涂敷于所述底胶层2上表面的复胶层3、涂敷于所述复胶层3上表面的涂料层4，以及设置于所述涂料层4上表面的磨料层5，且所述磨料层5中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层4、复胶层3和底胶层2，所述涂料层4由环保涂层材料制得，所述环保涂层材料包括如下重量份的原料：
所述溶剂为去离子水。
每份所述热吸收剂采用水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐按照重量比为0.6:0.4组成的混合物。
所述水溶性硬脂酸盐由硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁按照重量比为0.8:0.6:0.4组成的混合物。
每份所述填料是由改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为0.8:0.4:0.6:0.1组成的混合物。
更优选的，所述改性滑石粉包括如下重量份的原料：
所述第二酚醛树脂东光县金达化工有限公司生产的水性酚醛树脂。
所述改性滑石粉通过如下步骤制得：
E1、按照重量份，将滑石粉和聚乙烯醇混合加热至80℃，以300r/min的速率持续搅拌1h，得到混合物A，备用；
E2、按照重量份，将十二烷基苯磺酸钠加入步骤E1得到混合物A中，加热至90℃搅拌1h，得到预处理滑石粉，备用；
E3、按照重量份，将单月桂酸甘油酯加入步骤E2中得到预处理滑石粉中，并加热至80℃，以3000r/min的速率持续搅拌15min，得到混合物B，备用；
E4、将步骤E3中得到的到混合物B在300℃条件下煅烧1h，冷却、研磨3h，研磨时需将乙醇、三聚磷酸钠和第二酚醛树脂分3次加入，冷却后得到改性滑石粉。
每份所述增稠剂是由聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚按照重量比为0.8:0.6:0.1组成的混合物。
每份所述乳化剂为羧酸盐类，所述羧酸盐类优选SN5040聚羧酸钠盐。
每份所述消泡剂为有机硅型消泡剂，所述有机硅型消泡剂为三椰SY消泡剂有机硅消泡剂。
每份所述粘结剂是由第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂按照重量比为0.6:0.8:0.1组成的混合物；所述第一酚醛树脂为美国Resinoid Resinoid 1370酚醛树脂，所述脲醛树脂济为南荣冠化工有限公司生产的复合型胶黏剂液体脲醛树脂胶，所述丙烯酸树脂为三菱热塑性丙烯酸树脂BR-106。
优选的，所述环保涂层材料由如下步骤制得：
S1、按照重量份，将乳化剂加入溶剂中混合搅拌均匀，再将消泡剂总重量的50％加入，接着将粘结剂加入，混合搅拌均匀，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将填料和热吸收剂加入步骤S1中得到的混合物A中，充分搅拌使其完全分散在混合物A中，得到混合物B，备用；
S3、按照重量份，将增稠剂步骤S2中得到的混合物B中持续搅拌5min，再将剩余的消泡剂加入，混合搅拌均匀，得到涂层材料。
所述环保砂纸的制备方法，通过如下步骤制得：
1)涂布底胶：选取120g/m2的乳胶纸作为基材层1，将底胶均匀涂布于基材层1的上表面，得到半成品A，所述底胶为聚氨酯树脂或丙烯酸树脂；
2)植砂：通过高压静电将磨料吸附到步骤2)得到的半成品A的上表面，加热至70℃预干燥10min，再升温至80℃干燥30min，得到半成品B；
3)涂布复胶：将步骤2)中得到的半成品B加热至70-130℃预干燥20min，再将复胶均匀涂布于所述半成品B的上表面，再升温至60℃干燥40min，得到半成品C，进行收卷，所述复胶为聚氨酯树脂；
4)回湿处理：将回湿剂均匀喷涂在半成品C的上表面，所述回湿剂的用量为3mL/m2，所述回湿剂为MJ302回湿剂；
5)涂布环保涂层：在步骤4)中回湿后的半成品C的上表面均匀喷涂涂层材料，再升温至60℃干燥40min，得到成品D；
6)停放：将步骤5)得到成品D自然放置干燥，得到环保型防堵塞砂纸。
实施例2
一种环保型防堵塞砂纸，包括基材层1、涂布于所述基材层1上表面的底胶层2、涂敷于所述底胶层2上表面的复胶层3、涂敷于所述复胶层3上表面的涂料层4，以及设置于所述涂料层4上表面的磨料层5，且所述磨料层5中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层4、复胶层3和底胶层2，所述涂料层4由环保涂层材料制得，所述环保涂层材料包括如下重量份的原料：
所述溶剂为去离子水。
每份所述热吸收剂优选采用水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐按照重量比为0.70:0.5组成的混合物。
所述水溶性硬脂酸盐优选是由硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁按照重量比为0.9:0.7:0.5组成的混合物。
每份所述填料是由改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为0.9:0.5:0.7:0.2组成的混合物。
更优选的，所述改性滑石粉包括如下重量份的原料：
所述第二酚醛树脂东光县金达化工有限公司生产的水性酚醛树脂。
所述改性滑石粉通过如下步骤制得：
E1、按照重量份，将滑石粉和聚乙烯醇混合加热至90℃，以325r/min的速率持续搅拌1.5h，得到混合物A，备用；
E2、按照重量份，将十二烷基苯磺酸钠加入步骤E1得到混合物A中，加热至100℃搅拌1.5h，得到预处理滑石粉，备用；
E3、按照重量份，将单月桂酸甘油酯加入步骤E2中得到预处理滑石粉中，并加热至90℃，以3500r/min的速率持续搅拌18min，得到混合物B，备用；
E4、将步骤E3中得到的到混合物B在325℃条件下煅烧1.5h，冷却、研磨3.25h，研磨时需将乙醇、三聚磷酸钠和第二酚醛树脂分3次加入，冷却后得到改性滑石粉。
每份所述增稠剂是由聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚按照重量比为0.9:0.7:0.2组成的混合物。
每份所述乳化剂为磺酸盐类，所述磺酸盐类优选1-羟基-乙烷亚磺酸钠。
每份所述消泡剂为无机酸型消泡剂，所述无机酸型消泡剂为深圳市高凯化工有限公司生产的无机酸消泡剂。
每份所述粘结剂是由第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂按照重量比为0.7:0.9:0.2组成的混合物；所述第一酚醛树脂为美国Resinoid Resinoid 1370酚醛树脂，所述脲醛树脂济为南荣冠化工有限公司生产的复合型胶黏剂液体脲醛树脂胶，所述丙烯酸树脂为三菱热塑性丙烯酸树脂BR-106。
优选的，所述环保涂层材料由如下步骤制得：
S1、按照重量份，将乳化剂加入溶剂中混合搅拌均匀，再将消泡剂总重量的53％加入，接着将粘结剂加入，混合搅拌均匀，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将填料和热吸收剂加入步骤S1中得到的混合物A中，充分搅拌使其完全分散在混合物A中，得到混合物B，备用；
S3、按照重量份，将增稠剂步骤S2中得到的混合物B中持续搅拌6min，再将剩余的消泡剂加入，混合搅拌均匀，得到涂层材料。
所述环保砂纸的制备方法，通过如下步骤制得：
1)涂布底胶：选取120g/m2的乳胶纸作为基材层1，将底胶均匀涂布于基材层1的上表面，得到半成品A，所述底胶为聚氨酯树脂或丙烯酸树脂；
2)植砂：通过高压静电将磨料吸附到步骤2)得到的半成品A的上表面，加热至85℃预干燥20min，再升温至95℃干燥60min，得到半成品B；
3)涂布复胶：将步骤2)中得到的半成品B加热至85℃预干燥30min，再将复胶均匀涂布于所述半成品B的上表面，再升温至80℃干燥60min，得到半成品C，进行收卷，所述复胶为聚氨酯树脂；
4)回湿处理：将回湿剂均匀喷涂在半成品C的上表面，所述回湿剂的用量为6mL/m2，所述回湿剂为MJ302回湿剂；
5)涂布环保涂层：在步骤4)中回湿后的半成品C的上表面均匀喷涂涂层材料，再升温至80℃干燥60min，得到成品D；
停放：将步骤5)得到成品D自然放置干燥，得到环保型防堵塞砂纸。
实施例3
一种环保型防堵塞砂纸，包括基材层1、涂布于所述基材层1上表面的底胶层2、涂敷于所述底胶层2上表面的复胶层3、涂敷于所述复胶层3上表面的涂料层4，以及设置于所述涂料层4上表面的磨料层5，且所述磨料层5中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层4、复胶层3和底胶层2，所述涂料层4由环保涂层材料制得，所述环保涂层材料包括如下重量份的原料：
所述溶剂为去离子水。
每份所述热吸收剂优选采用水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐按照重量比为0.8:0.6组成的混合物。
所述水溶性硬脂酸盐优选是由硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁按照重量比为1.0:0.8:0.6组成的混合物。
每份所述填料是由改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为1.0:0.6:0.8:0.3成的混合物。
更优选的，所述改性滑石粉包括如下重量份的原料：
所述第二酚醛树脂东光县金达化工有限公司生产的水性酚醛树脂。
所述改性滑石粉通过如下步骤制得：
E1、按照重量份，将滑石粉和聚乙烯醇混合加热至100℃，以350r/min的速率持续搅拌2h，得到混合物A，备用；
E2、按照重量份，将十二烷基苯磺酸钠加入步骤E1得到混合物A中，加热至115℃搅拌2h，得到预处理滑石粉，备用；
E3、按照重量份，将单月桂酸甘油酯加入步骤E2中得到预处理滑石粉中，并加热至100℃，以4000r/min的速率持续搅拌23min，得到混合物B，备用；
E4、将步骤E3中得到的到混合物B在350℃条件下煅烧2h，冷却、研磨3.5h，研磨时需将乙醇、三聚磷酸钠和第二酚醛树脂分3次加入，冷却后得到改性滑石粉。
每份所述增稠剂是由聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚按照重量比为1.0:0.8:0.3组成的混合物。
每份所述乳化剂为硫酸脂盐类，所述硫酸脂盐类优选脂肪醇硫酸酯盐。
每份所述消泡剂为有机硅型消泡剂，所述有机硅型消泡剂为三椰SY消泡剂有机硅消泡剂。
每份所述粘结剂是由第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂按照重量比为0.8:1.0:0.3组成的混合物；所述第一酚醛树脂为美国Resinoid Resinoid 1370酚醛树脂，所述脲醛树脂济为南荣冠化工有限公司生产的复合型胶黏剂液体脲醛树脂胶，所述丙烯酸树脂为三菱热塑性丙烯酸树脂BR-106。
优选的，所述环保涂层材料由如下步骤制得：
S1、按照重量份，将乳化剂加入溶剂中混合搅拌均匀，再将消泡剂总重量的55％加入，接着将粘结剂加入，混合搅拌均匀，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将填料和热吸收剂加入步骤S1中得到的混合物A中，充分搅拌使其完全分散在混合物A中，得到混合物B，备用；
S3、按照重量份，将增稠剂步骤S2中得到的混合物B中持续搅拌7min，再将剩余的消泡剂加入，混合搅拌均匀，得到涂层材料。
所述环保砂纸的制备方法，通过如下步骤制得：
1)涂布底胶：选取120g/m2的乳胶纸作为基材层1，将底胶均匀涂布于基材层1的上表面，得到半成品A，所述底胶为聚氨酯树脂或丙烯酸树脂；
2)植砂：通过高压静电将磨料吸附到步骤2)得到的半成品A的上表面，加热至100℃预干燥30min，再升温至110℃干燥90min，得到半成品B；
3)涂布复胶：将步骤2)中得到的半成品B加热至100℃预干燥40min，再将复胶均匀涂布于所述半成品B的上表面，再升温至100℃干燥80min，得到半成品C，进行收卷，所述复胶为聚氨酯树脂；
4)回湿处理：将回湿剂均匀喷涂在半成品C的上表面，所述回湿剂的用量为9mL/m2，所述回湿剂为MJ302回湿剂；
5)涂布环保涂层：在步骤4)中回湿后的半成品C的上表面均匀喷涂涂层材料，再升温至100℃干燥80min，得到成品D；
停放：将步骤5)得到成品D自然放置干燥，得到环保型防堵塞砂纸。
实施例4
一种环保型防堵塞砂纸，包括基材层1、涂布于所述基材层1上表面的底胶层2、涂敷于所述底胶层2上表面的复胶层3、涂敷于所述复胶层3上表面的涂料层4，以及设置于所述涂料层4上表面的磨料层5，且所述磨料层5中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层4、复胶层3和底胶层2，所述涂料层4由环保涂层材料制得，所述环保涂层材料包括如下重量份的原料：
所述溶剂为去离子水。
每份所述热吸收剂优选采用水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐按照重量比为0.9:0.7组成的混合物。
所述水溶性硬脂酸盐优选是由硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁按照重量比为1.1:0.9:0.7组成的混合物。
每份所述填料是由改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为1.1:0.7:0.9:0.4组成的混合物。
更优选的，所述改性滑石粉包括如下重量份的原料：
所述第二酚醛树脂东光县金达化工有限公司生产的水性酚醛树脂。
所述改性滑石粉通过如下步骤制得：
E1、按照重量份，将滑石粉和聚乙烯醇混合加热至110℃，以375r/min的速率持续搅拌2.5h，得到混合物A，备用；
E2、按照重量份，将十二烷基苯磺酸钠加入步骤E1得到混合物A中，加热至130℃搅拌2.5h，得到预处理滑石粉，备用；
E3、按照重量份，将单月桂酸甘油酯加入步骤E2中得到预处理滑石粉中，并加热至110℃，以4500r/min的速率持续搅拌26min，得到混合物B，备用；
E4、将步骤E3中得到的到混合物B在375℃条件下煅烧2.5h，冷却、研磨3.75h，研磨时需将乙醇、三聚磷酸钠和第二酚醛树脂分4次加入，冷却后得到改性滑石粉。
每份所述增稠剂是由聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚按照重量比为1.1:0.9:0.4组成的混合物。
每份所述乳化剂为磷酸酯盐类，所述磷酸酯盐类为月桂基磷酸酯钾盐MA24PK。
每份所述消泡剂为无机酸型消泡剂，所述无机酸型消泡剂为深圳市高凯化工有限公司生产的无机酸消泡剂。
每份所述粘结剂是由第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂按照重量比为0.9:1.1:0.4组成的混合物；所述第一酚醛树脂为美国Resinoid Resinoid 1370酚醛树脂，所述脲醛树脂济为南荣冠化工有限公司生产的复合型胶黏剂液体脲醛树脂胶，所述丙烯酸树脂为三菱热塑性丙烯酸树脂BR-106。
优选的，所述环保涂层材料由如下步骤制得：
S1、按照重量份，将乳化剂加入溶剂中混合搅拌均匀，再将消泡剂总重量的58％加入，接着将粘结剂加入，混合搅拌均匀，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将填料和热吸收剂加入步骤S1中得到的混合物A中，充分搅拌使其完全分散在混合物A中，得到混合物B，备用；
S3、按照重量份，将增稠剂步骤S2中得到的混合物B中持续搅拌9min，再将剩余的消泡剂加入，混合搅拌均匀，得到涂层材料。
所述环保砂纸的制备方法，通过如下步骤制得：
1)涂布底胶：选取120g/m2的乳胶纸作为基材层1，将底胶均匀涂布于基材层1的上表面，得到半成品A，所述底胶为聚氨酯树脂或丙烯酸树脂；
2)植砂：通过高压静电将磨料吸附到步骤2)得到的半成品A的上表面，加热至114℃预干燥40min，再升温至125℃干燥130min，得到半成品B；
3)涂布复胶：将步骤2)中得到的半成品B加热至115℃预干燥50min，再将复胶均匀涂布于所述半成品B的上表面，再升温至110℃干燥100min，得到半成品C，进行收卷，所述复胶为聚氨酯树脂；
4)回湿处理：将回湿剂均匀喷涂在半成品C的上表面，所述回湿剂的用量为10mL/m2，所述回湿剂为MJ302回湿剂；
5)涂布环保涂层：在步骤4)中回湿后的半成品C的上表面均匀喷涂涂层材料，再升温至120℃干燥100min，得到成品D；
6)停放：将步骤5)得到成品D自然放置干燥，得到环保型防堵塞砂纸。
实施例5
一种环保型防堵塞砂纸，包括基材层1、涂布于所述基材层1上表面的底胶层2、涂敷于所述底胶层2上表面的复胶层3、涂敷于所述复胶层3上表面的涂料层4，以及设置于所述涂料层4上表面的磨料层5，且所述磨料层5中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层4、复胶层3和底胶层2，所述涂料层4由环保涂层材料制得，所述环保涂层材料包括如下重量份的原料：
所述溶剂为去离子水。
每份所述热吸收剂优选采用水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐按照重量比为1.0:0.8组成的混合物。
所述水溶性硬脂酸盐优选是由硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁按照重量比为1.2:1.0:0.8组成的混合物。
每份所述填料是由改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为1.2:0.8:1.0:0.5组成的混合物。
更优选的，所述改性滑石粉包括如下重量份的原料：
所述第二酚醛树脂东光县金达化工有限公司生产的水性酚醛树脂。
所述改性滑石粉通过如下步骤制得：
E1、按照重量份，将滑石粉和聚乙烯醇混合加热至120℃，以400r/min的速率持续搅拌3h，得到混合物A，备用；
E2、按照重量份，将十二烷基苯磺酸钠加入步骤E1得到混合物A中，加热至140℃搅拌3h，得到预处理滑石粉，备用；
E3、按照重量份，将单月桂酸甘油酯加入步骤E2中得到预处理滑石粉中，并加热至120℃，以5000r/min的速率持续搅拌30min，得到混合物B，备用；
E4、将步骤E3中得到的到混合物B在400℃条件下煅烧3h，冷却、研磨4h，研磨时需将乙醇、三聚磷酸钠和第二酚醛树脂分4次加入，冷却后得到改性滑石粉。
每份所述增稠剂是由聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚按照重量比为1.2:1.0:0.5组成的混合物。
每份所述乳化剂为羧酸盐类，所述羧酸盐类优选SN5040聚羧酸钠盐。
每份所述消泡剂为有机硅型消泡剂，所述有机硅型消泡剂为三椰SY消泡剂有机硅消泡剂。
每份所述粘结剂是由第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂按照重量比为1.0:1.2:0.5组成的混合物；所述第一酚醛树脂为美国Resinoid Resinoid 1370酚醛树脂，所述脲醛树脂济为南荣冠化工有限公司生产的复合型胶黏剂液体脲醛树脂胶，所述丙烯酸树脂为三菱热塑性丙烯酸树脂BR-106。
优选的，所述环保涂层材料由如下步骤制得：
S1、按照重量份，将乳化剂加入溶剂中混合搅拌均匀，再将消泡剂总重量的60％加入，接着将粘结剂加入，混合搅拌均匀，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将填料和热吸收剂加入步骤S1中得到的混合物A中，充分搅拌使其完全分散在混合物A中，得到混合物B，备用；
S3、按照重量份，将增稠剂步骤S2中得到的混合物B中持续搅拌10min，再将剩余的消泡剂加入，混合搅拌均匀，得到涂层材料。
所述环保砂纸的制备方法，通过如下步骤制得：
1)涂布底胶：选取120g/m2的乳胶纸作为基材层1，将底胶均匀涂布于基材层1的上表面，得到半成品A，所述底胶为聚氨酯树脂或丙烯酸树脂；
2)植砂：通过高压静电将磨料吸附到步骤2)得到的半成品A的上表面，加热至130℃预干燥50min，再升温至140℃干燥150min，得到半成品B；
3)涂布复胶：将步骤2)中得到的半成品B加热至130℃预干燥60min，再将复胶均匀涂布于所述半成品B的上表面，再升温至135℃干燥120min，得到半成品C，进行收卷，所述复胶为聚氨酯树脂胶；
4)回湿处理：将回湿剂均匀喷涂在半成品C的上表面，所述回湿剂的用量为12mL/m2，所述回湿剂为MJ302回湿剂；
5)涂布环保涂层：在步骤4)中回湿后的半成品C的上表面均匀喷涂涂层材料，再升温至140℃干燥120min，得到成品D；
6)停放：将步骤5)得到成品D自然放置干燥，得到环保型防堵塞砂纸。
对比例1
本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例的环保涂层材料的原料中采用二甲苯代替了去离子水，其余原料按照实施例1的比例混合。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例的环保涂层材料的原料中采用填料是由滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为1.0:0.6:0.8:0.3成的混合物，其余原料按照实施例1的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例3
本对比例与上述实施例5的区别在于：本对比例的环保涂层材料的原料中的热吸收剂均采用水溶性硬脂酸锌。本对比例的其余内容与实施例5相同，这里不再赘述。
对实施例1-5和对比例1-3制得的环保型防堵塞砂纸进行性能测试，结果如表1所示：
耐折度：将涂层材料切成120mm(长)×10mm(宽)，在调整成温度23℃、相对湿度55％RH的房间中调整湿度4小时后，按照ISO8776/2-1988，求出直至因弯折而断开时的往复次数；
抗张强度：按GB/T 13849.1-2013中的方法进行测量；
断裂延伸率：按GB/T528-1998中的方法进行测量；
VOC含量：按B/T 34682-2017中的方法进行测量。
表1
由上述测试数据可知，采用本发明的基材层、底胶层、复胶层和涂料层，制得的环保型防堵塞砂纸具有较佳的耐折度、抗拉强度、断裂伸长率等物理性能测试，柔韧性好。
表2磨削效果测试
| 项目 | 磨削方式 | 磨削时间/min | 磨削量/g |
| 实施例1 | 水磨 | 30 | 7.2 |
| 实施例3 | 水磨 | 30 | 7.6 |
| 实施例5 | 水磨 | 30 | 7.4 |
| 对比例1 | 水磨 | 30 | 7.0 |
| 对比例2 | 水磨 | 30 | 5.7 |
| 对比例3 | 水磨 | 30 | 6.4 |
其中，所述磨削方式采用湿磨法，砂纸先浸泡水2h后进行打磨。用圆盘水磨机，打磨铝棒，每次30分钟。由上述测试数据可知，采用本发明的环保型防堵塞砂纸在相同时间内磨削量更大，磨削效率更高。
表3防堵塞测试
由上述测试数据可知，本发明的环保型防堵塞砂纸与传统砂纸相比，不仅对环境更加友好，防堵效果和磨削效率也都有提高。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：包括基材层、涂布于所述基材层上表面的底胶层、涂敷于所述底胶层上表面的复胶层、涂敷于所述复胶层上表面的涂料层，以及设置于所述涂料层上表面的磨料层，且所述磨料层中嵌设有磨砂颗粒，所述磨砂颗粒嵌套贯穿所述涂料层、复胶层和底胶层，所述涂料层由环保涂层材料制得，所述环保涂层材料包括如下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：每份所述热吸收剂为水溶性硬脂酸和水溶性硬脂酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：所述水溶性硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸镁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：每份所述填料是由改性滑石粉、碳酸钙、冰晶石和硫酸钙按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0:0.1-0.5组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：每份所述增稠剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：每份所述乳化剂为羧酸盐类、磺酸盐类、硫酸脂盐类和磷酸酯盐类中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：每份所述消泡剂为有机硅型消泡剂或无机酸型消泡剂。
8.根据权利要求1所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：每份所述粘结剂为第一酚醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种环保型防堵塞砂纸，其特征在于：所述环保涂层材料由如下步骤制得：
S1、按照重量份，将乳化剂加入溶剂中混合搅拌均匀，再将消泡剂总重量的50-60％加入，接着将粘结剂加入，混合搅拌均匀，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将填料和热吸收剂加入步骤S1中得到的混合物A中，充分搅拌使其完全分散在混合物A中，得到混合物B，备用；
S3、按照重量份，将增稠剂步骤S2中得到的混合物B中持续搅拌5-10min，再将剩余的消泡剂加入，混合搅拌均匀，得到涂层材料。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述的环保型防堵塞砂纸的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制得：
1)涂布底胶：选取120g/m2的乳胶纸作为基材层，将底胶均匀涂布于基材层的上表面，得到半成品A；
2)植砂：通过高压静电将磨料吸附到步骤2)得到的半成品A的上表面，加热至70-130℃预干燥10-50min，再升温至80-140℃干燥30-150min，得到半成品B；
3)涂布复胶：将步骤2)中得到的半成品B加热至70-130℃预干燥20-60min，再将复胶均匀涂布于所述半成品B的上表面，再升温至60-135℃干燥40-120min，得到半成品C，进行收卷；
4)回湿处理：将回湿剂均匀喷涂在半成品C的上表面，所述回湿剂的用量为3-12mL/m2；
5)涂布环保涂层：在步骤4)中回湿后的半成品C的上表面均匀喷涂涂层材料，再升温至60-140℃干燥40-120min，得到成品D；
6)停放：将步骤5)得到成品D自然放置干燥，得到环保型防堵塞砂纸。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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